CN103695583A - 一种高炉机电一体化试验装置 - Google Patents

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Abstract

一种高炉机电一体化试验装置，属于冶金技术领域。本发明包括底座平台，在底座平台的上方设置有炉身主体，炉身主体的一侧设置为观察面板，在观察面板上设置有若干个压力测试点，在压力测试点处设置有压力传感器；在炉身主体的上部分别设置有布料器和排气口；在炉身主体下部设置有若干个具有风口阀门的风口，在炉身主体外部设置有气体围管，所述气体围管的出气端与各风口相连通，气体围管的进气端依次经加湿器、气体流量计与储气罐的出气端相连通，储气罐的进气端与空压机相连通；在风口处设置有下料管，下料管与风口同心设置且相连通；在下料管下方设置有螺旋排料器；螺旋排料器一端与下料管下端相连通，螺旋排料器另一端与炉料回收箱相连通。

Description

一种高炉机电一体化试验装置
技术领域
本发明属于冶金技术领域，特别是涉及一种应用于科研和教学的高炉机电一体化试验装置。
背景技术
现代钢铁生产流程中，高炉—转炉工艺最为成熟。近年来我国钢铁生产突飞猛进，随着产量的大幅提高，生铁基本实现了供需平衡。高炉炼铁逐渐结束以简单追求产量为目标，进入以提高产品质量和企业效益、提高劳动生产率为主的结构调整期。
合理的煤气流分布是高炉炼铁的核心，存在两个方面：一是确保炉况的稳定顺行；二是提高煤气利用率，降低燃料比，特别是不同的布料制度能有效地控制中心煤气与边缘煤气，采取合理的煤气流分布煤气利用率将显著提高。高炉内还原度的分布情况直接影响着高炉冶炼过程，掌握炉内还原度分布情况才能合理采取措施以提高炉内还原度，提高生产效益。
目前，要保证高炉顺行、高产和低耗，还存在很多的问题需要探索和解决，对于研究者如何熟知和解决这些问题是一项十分重要的课题。合理的煤气流分布和提高还原度是影响高炉工作状态的关键环节之一，可明晰高炉风口回旋区的运动状态、造成高炉滑料和悬料的影响因素、不同布料模式下高炉内的物料情况和对应的煤气流分布情况、不同死料柱存在条件下高炉内物料运动情况和对应的煤气流分布情况、不同鼓风量以及床层高度等操作条件下煤气流分布情况、在滑料和悬料情况下炉内煤气流分布情况、不同操作条件下炉内还原度分布情况等都是影响高炉工作状态的重要因素，掌握这些影响因素的规律及其调控技术，使高炉炉况顺行、气流分布合理，这样才能保证高炉良好的工作状态。由此可见，建立高炉试验装置是非常必要的，科研方面可以研究高炉的煤气流分布等状况，教学方面可以通过此套试验装置了解高炉的操作原理和流程，以便将理论知识和实际生产相结合。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种高炉机电一体化试验装置。利用该装置进行冶金实验室的冷态模拟试验，可明晰高炉风口回旋区的运动状态、造成高炉滑料和悬料的影响因素、不同布料模式下高炉内的物料情况和对应的煤气流分布情况、不同死料柱存在条件下高炉内物料运动情况和对应的煤气流分布情况、不同鼓风量以及床层高度等操作条件下煤气流分布情况、在滑料和悬料情况下炉内煤气流分布情况、不同操作条件下炉内还原度分布情况。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案，一种高炉机电一体化试验装置，包括底座平台，在底座平台的上方设置有炉身主体，所述炉身主体的一侧设置为观察面板，在观察面板上设置有若干个压力测试点，在每个压力测试点处均设置有压力传感器；在所述炉身主体的上部分别设置有布料器和排气口；在炉身主体的下部设置有若干个具有风口阀门的风口，在炉身主体的外部设置有气体围管，所述气体围管的出气端分别与各风口相连通，气体围管的进气端依次经加湿器、气体流量计与储气罐的出气端相连通，储气罐的进气端与空压机相连通；在每个风口处均设置有下料管，所述下料管与风口同心设置且相连通；在每个下料管的下方均设置有螺旋排料器，所述螺旋排料器的排料螺旋杆与其控制电机相连接，控制电机与变频调速器相连接；螺旋排料器的一端与下料管的下端相连通，螺旋排料器的另一端与炉料回收箱相连通。
所述炉料回收箱设置于底座平台内。
所述风口设置为十个以上。
本发明的有益效果：
1、通过本发明的高炉机电一体化试验装置，可明晰高炉风口回旋区的运动状态、造成高炉滑料和悬料的影响因素、不同布料模式下高炉内的物料情况和对应的煤气流分布情况、不同死料柱存在条件下高炉内物料运动情况和对应的煤气流分布情况、不同鼓风量以及床层高度等操作条件下煤气流分布情况、在滑料和悬料情况下炉内煤气流分布情况、不同操作条件下炉内还原度分布情况；
2、本发明的高炉机电一体化试验装置操作方便，使用可靠，控制精密，故障率低；可展现操作工艺流程，方便观摩和操作；
3、本发明的高炉机电一体化试验装置在科研方面可以用其研究结果为实际生产提供参考和指导，在教学方面可以提供操作流程平台，加深对理论知识的理解。
附图说明
图1为本发明的高炉机电一体化试验装置的结构示意图；
图中，1、炉身主体，2、布料器，3、压力测试点，4、螺旋排料器，5、炉料回收箱，6、底座平台，7、气体围管，8、加湿器，9、气体流量计，10、储气罐，11、空压机，12、排气口，13、观察面板，14、风口，15、下料管。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
如图1所示，一种高炉机电一体化试验装置，包括底座平台6，在底座平台6的上方设置有炉身主体1，所述炉身主体1的一侧设置为观察面板13，在观察面板13上设置有若干个压力测试点3，在每个压力测试点3处均设置有压力传感器；在所述炉身主体1的上部分别设置有布料器2和排气口12；在炉身主体1的下部设置有若干个具有风口阀门的风口14，在炉身主体1的外部设置有气体围管7，所述气体围管7的出气端分别与各风口14相连通，气体围管7的进气端依次经加湿器8、气体流量计9与储气罐10的出气端相连通，储气罐10的进气端与空压机11相连通；在每个风口14处均设置有下料管15，所述下料管15与风口14同心设置且相连通；在每个下料管15的下方均设置有螺旋排料器4，所述螺旋排料器4的排料螺旋杆与其控制电机相连接，控制电机与变频调速器相连接；螺旋排料器4的一端与下料管15的下端相连通，螺旋排料器4的另一端与炉料回收箱5相连通。
所述炉料回收箱5设置于底座平台6内。
所述风口14设置为十个以上。
所述观察面板13和除风口14区域的炉身主体1均采用有机玻璃制成。
所述的变频调速器用于控制下料速度，该下料速度用来模拟实际生产中风口前焦炭燃烧消耗速度。所述储气罐10采用恒压气源储气罐，其内气体由空压机11提供；气体流量由气体流量计9控制。所述的加湿器8可根据试验需要开启或关闭，各风口14可根据试验需要通过风口阀门控制其开启或关闭。
本发明的试验装置在使用时，将各压力传感器分别与计算机相连接，各压力测试点3的压力值以数字和曲线形式显示在计算机上。通过高速摄影仪跟踪拍摄风口14处的示踪粒子，然后经过计算机处理得到回旋区的边界，所述高速摄影仪安装在观察面板13正前方。
试验过程中通过计算机记录各压力测试点3的压力值变化，取稳定后数值进行分析，可以得出炉内气流分布情况；试验过程中根据不同的操作条件来观察炉料的运动状态，通过试验结果分析确定造成高炉滑料、悬料的影响因素；试验过程中开启加湿器8进行试验时，根据不同操作条件下，不同时刻得出炉料(变色硅胶粒子)的变色情况，分析得出高炉内还原度分布情况。
实施例1
本实施例的炉料为聚乙烯粒子和硅胶粒子，本实施例中加湿器8处于关闭状态。将炉料通过布料器2按照设定的高度分层装入炉身主体1内；调节每个螺旋排料器4到设定转速后开始排料，使上部加料与下部排料的速度相等。储气罐10内的气体通过气体流量计9调节到设定流量后，含有一定压力的气体通入到气体围管7内，根据试验需要开启风口阀门，通过高速摄影仪跟踪拍摄风口14处的示踪粒子，然后经过计算机处理得到回旋区的边界；根据不同布料模式下、不同死料柱存在条件下、不同鼓风量、不同床层高度以及滑料、悬料情况等操作条件下，通过压力传感器进行压力测定可以获得不同情况下炉内气流分布情况，观察炉料在炉内的运动状态；通过不同操作条件还可以了解造成滑料、悬料情况的影响因素；通过试验结果分析可以明确高炉顺行状况、气流分布情况以及造成高炉滑料、悬料的影响条件和具体参数，以便寻求合理解决措施。
实施例2
本实施例的炉料为硅胶粒子，本实施例中加湿器8处于开启状态。将炉料通过布料器2按照设定的高度分层装入炉身主体1内；调节每个螺旋排料器4到设定转速后开始排料，使上部加料与下部排料的速度相等。储气罐10内的气体通过气体流量计9调节到设定流量后，再经过加湿器8加湿，含有一定压力和湿度的气体通入到气体围管7内，根据试验需要开启风口阀门，加湿气体与由上而下运动的炉料相向运动，然后从炉身主体1上部的排气口12排出。变色硅胶粒子由于接触到加湿气体量的不同而颜色发生相应变化，通过高速摄影仪拍摄不同时刻硅胶粒子的变色效果，待一个有效还原周期后停止加料和排料，关闭所有风口阀门。试验结果通过与标准色卡的比较而定不同的变色区域，这样可以判断不同操作条件下炉内的还原度分布情况以及气流分布情况。

Claims (3)

1.一种高炉机电一体化试验装置，其特征在于包括底座平台，在底座平台的上方设置有炉身主体，所述炉身主体的一侧设置为观察面板，在观察面板上设置有若干个压力测试点，在每个压力测试点处均设置有压力传感器；在所述炉身主体的上部分别设置有布料器和排气口；在炉身主体的下部设置有若干个具有风口阀门的风口，在炉身主体的外部设置有气体围管，所述气体围管的出气端分别与各风口相连通，气体围管的进气端依次经加湿器、气体流量计与储气罐的出气端相连通，储气罐的进气端与空压机相连通；在每个风口处均设置有下料管，所述下料管与风口同心设置且相连通；在每个下料管的下方均设置有螺旋排料器，所述螺旋排料器的排料螺旋杆与其控制电机相连接，控制电机与变频调速器相连接；螺旋排料器的一端与下料管的下端相连通，螺旋排料器的另一端与炉料回收箱相连通。
2.根据权利要求1所述的高炉机电一体化试验装置，其特征在于所述炉料回收箱设置于底座平台内。
3.根据权利要求1所述的高炉机电一体化试验装置，其特征在于所述风口设置为十个以上。
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